Israëlische onderzoekers identificeren een krachtige en lichtgevende stellaire explosie

Een kleurencomposiet van de elektronenvangende supernova 2018zd (de grote witte stip aan de rechterkant) en het gaststerrenstelsel NGC 2146 (naar links). Krediet: NASA/STScI/J. DePasquale; Observatorium Las Cumbres via ISRAEL21C.

Onderzoekers van de Universiteit van Tel Aviv en de Universiteit (TAU) van Tokio hebben een zeldzame "elektronenvangst" -supernova geïdentificeerd en hebben mogelijk licht geworpen op een astrofysisch mysterie dat bijna 1000 jaar oud is.

Een supernova waarbij elektronen worden gevangen, vindt plaats wanneer een ster die acht tot negen keer zo zwaar is als de zon van de aarde explodeert. Een thermonucleaire supernova treedt op na de explosie van een witte dwergster die materie heeft gekregen in een dubbelstersysteem. Een supernova waarbij de kern instort, vindt plaats wanneer een massieve ster geen splijtstof meer heeft en zijn kern instort, waardoor een zwart gat of een neutronenster ontstaat.

Iair Arcavi, van de faculteit Exacte Wetenschappen van de TAU, nam deel aan een onderzoek dat een derde type stellaire explosie aan het licht bracht. De nieuw geïdentificeerde supernova voor elektronenvangst valt ergens tussen de twee meer bekende typen.

De studie is gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Nature Astronomy en richt zich op een supernova genaamd SN2018zd, ontdekt in 2018 door een Japanse amateurastronoom.

SN2018zd heeft unieke eigenschappen die passen in de categorie elektronenvangst die 40 jaar geleden door een Japanse astronoom werd verondersteld - met name een sterk massaverlies vóór de supernova, een ongebruikelijke chemische samenstelling, een zwakke explosie, weinig radioactiviteit en neutronenrijk materiaal.

"We begonnen met de vraag 'Wat is deze gek?'", herinnert Daichi Hiramatsu van de University of California Santa Barbara en Las Cumbres Observatory zich, die het onderzoek leidde. "Vervolgens onderzochten we elk aspect van SN2018zd en realiseerden we ons dat ze allemaal kunnen worden verklaard in het elektronenvangstscenario."

Van links: Japanse amateur-astronoom Koichi Itagaki (die de supernova ontdekte), Dr. Iair Arcavi, onderzoeker van de Universiteit van Tel Aviv (die deelnam aan het onderzoek) en afgestudeerde student Daichi Hiramatsu van de Universiteit van Californië (hoofdauteur van het onderzoek), aan een van Itagaki's telescopen in Japan. Krediet: Dr. Iair Arcavi via ISRAEL21C

SN2018zd is relatief dichtbij - slechts 31 miljoen lichtjaar verwijderd. Dat is zo dichtbij dat het kan worden geïdentificeerd in pre-explosie archiefbeelden gemaakt door de Hubble Space Telescope.

En het kan licht werpen op een supernova die in 1054 CE werd waargenomen in ons eigen Melkwegstelsel.

Volgens Chinese en Japanse gegevens was deze supernova zo helder dat hij overdag te zien was en 's nachts schaduwen wierp. Het resulterende overblijfsel staat tegenwoordig bekend als de Krabnevel. Hoewel onderzoekers niet zeker kunnen weten dat de Krabnevel is ontstaan ​​door een elektronenvangende supernova, vergroten de laatste resultaten hun vertrouwen dat dit inderdaad het geval was.

"Het is verbazingwekkend dat we met moderne instrumenten licht kunnen werpen op historische gebeurtenissen in het universum", zegt Arcavi van TAU. "Tegenwoordig kunnen we met robottelescopen die de lucht met ongekende efficiëntie scannen, steeds meer zeldzame gebeurtenissen ontdekken die cruciaal zijn voor het begrijpen van de natuurwetten, zonder dat we 1000 jaar hoeven te wachten tussen de ene gebeurtenis en de volgende."

Arcavi is lid van het Global Supernova Project en maakt gebruik van het Las Cumbres-telescoopnetwerk om zeldzame voorbijgaande verschijnselen te bestuderen, zoals supernova's, fusies van neutronensterren en sterren die door zwarte gaten worden verscheurd.